Между двумя горизонтальными пружинами жёсткостью 3 Н/м и 5 Н/м прикреплён груз массой 0,5 кг. Другие концы пружин закреплены неподвижно, трением можно пренебречь. Чему равна частота колебаний груза?
от

1 Ответ

Дано:  
m = 0.5 кг (масса груза)  
k1 = 3 Н/м (жесткость первой пружины)  
k2 = 5 Н/м (жесткость второй пружины)

Найти:  
f = частота колебаний груза (в Гц)

Решение:  
Сначала найдем эквивалентную жесткость пружин, которые соединены последовательно:  
1/k_eq = 1/k1 + 1/k2  
1/k_eq = 1/3 + 1/5

Находим общий знаменатель:  
1/k_eq = (5 + 3) / 15  
1/k_eq = 8/15  
k_eq = 15/8 Н/м

Теперь можем найти частоту колебаний груза с помощью формулы:  
f = (1 / (2 * pi)) * sqrt(k_eq / m)

Подставим известные значения:  
f = (1 / (2 * pi)) * sqrt((15/8) / 0.5)

Упрощаем:  
(15/8) / 0.5 = (15/8) * (2/1) = 30/8 = 3.75

Теперь вычислим частоту:  
f = (1 / (2 * pi)) * sqrt(3.75)

Считаем sqrt(3.75):  
sqrt(3.75) ≈ 1.936

Теперь подставим это значение в формулу:  
f ≈ (1 / (2 * 3.14)) * 1.936  
f ≈ (1 / 6.28) * 1.936  
f ≈ 0.308

Ответ:  
Частота колебаний груза составляет примерно 0.308 Гц.
от